Hệ vi sinh vật trong sữa

Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh vật

Mục lục: I. Nguồn gốc vi sinh vật 1. Bầu vú động vật cho sữa -------------------------------------------------------------1 2. Người và thiết bị vắt sữa -------------------------------------------------------------2 3. Thiết bị chứa sữa ----------------------------------------------------------------------2 4. Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa -------------------------------------------------2 II. Hệ vi sinh vật trong sữa A. Prokaryote -----------------------------------------------------------------------------3 1. Vi khuẩn lactic----------------------------------------------------------------4 2. Vi khuẩn colyform------------------------------------------------------------6 3. Vi khuẩn sinh acid butyric---------------------------------------------------7 4. Vi khuẩn propyonic-----------------------------------------------------------7 5. Vi khuẩn gây thối-------------------------------------------------------------8 B. Eukaryote------------------------------------------------------------------------------10 1. Nấm men ----------------------------------------------------------------------11 2. Nấm sợi------------------------------------------------------------------------12 III. Chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi.----------------------------------------------13 1. Chất chỉ thị xanh metylen ---------------------------------------------------13 2. Chất chỉ thị resazurin : ------------------------------------------------------13 3. Xác định tổng lượng vi sinh vật hiếu khí: ---------------------------------14 4. Xác định sự lên men-----------------------------------------------------------15 5. Xác định Staphylococcus-----------------------------------------------------16 6. Xác định colifom--------------------------------------------------------------17 7. Xác định E.coli----------------------------------------------------------------18 Tai liệu tham khảo-----------------------------------------------------------------------------21 I. Nguồn gốc vi sinh vật Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh vật. Tuy nhiên, khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa ( phương pháp vắt sữa thủ công hoặc cơ giới hóa), ta thường phát hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuât phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa; người vắt sữa; thiết bị vắt sữa; thiết bị chứa; môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa… 1. Bầu vú động vật cho sữa Trên cơ thể động vật, đặc biệt là khu vực bầu vú và những khu vực lân cận có rất nhiều loài vi sinh vật khac nhau.Chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. Trong quá trình vắt sữa, một số vi sinh vật từ các khu vực trên “ bị rơi” vào bình chứa lam cho sữa bị nhiễm vi sinh vật. Như vậy , trước khi vắt sữa bò, ta cần phải vệ sinh bầu vú và các khu vực lân cận trên cơ thể đông vật cho sữa để hạn chế số lượng vi sinh vật nhiễm vào sữa. Một số vi sinh vật tại khu vực bầu vú có thể chui vào các tuyến trong của núm vú. Tuy nhiên, khi bò có tình trạng sức khỏe tôt thì số lượng vi sinh vật cư ngụ tại các tuyến trong của núm vú không nhiều và thông thường chúng thuộc nhóm vi sinh vật “vô hại”, không sinh độc tố. Mỗi lần vắt sữa, người ta tháo bỏ những dòng sữa đầu tiên. Khi đó, các vi sinh vật cư ngụ tại tuyến trong của núm vú dễ dàng bị cuốn trôi theo. Như vậy, ta sẽ hạn chế được sự nhiễm vi sinh vật trong quá trình thu hoạch sữa tuoi. Trong truongf hợp động vật bị bệnh viêm vú, số lượng vi sinh vật, đặc biệt là ca svi khuẩn cư ngụ tại tuyến trong núm vú sẽ tăng rất nhiều. Khi đó, sữa tươi dễ bị nhiễm nhiều vi sinh vật và có chất lượng kém. Con vật cần phải được chữa trị, nếu không sẽ gây ra những tổn thất kinh tế đáng kể cho việc khai thác và chế biến sữa. 2. Người và thiết bị vắt sữa Nếu trong quá trình vát sữa được thực hiên bằng phương pháp thủ công, để hạn chế nhiễm vi sinh vật vào sữa, người vắt sữa phải có sức khỏe tốt và bệnh truyền nhiễm. Ngoài ra, tình trạng vệ sinh cơ thể và các thao tác kĩ thuật của người vắt sữa cũng sẽ ảnh hưởng tới số lượng vi sinh vật có trong sữa. Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng má, cần chú ý vệ sinh cẩn thận và vô trùng hệ thống dẫn sữatừ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa đựng. Đây là nguồn dễ lây nhiễm vi sinh vật cho sữa. 3. Thiết bị chứa sữa Các thiết bị hoặc dụng cụ chứa cân phải được vệ sinh sạch sẽ và vô trùng ( nếu có thể) trước khi đựng sữa tươi. Đối với các hộ chăn nuôi bò sữa quy mô nhỏ, ý thức và phương pháp cệ sinh dụng cụ đựng sữa chưa được quan tâm đúng mức nên đây là nguồn gây nhiễm vi sinh vật phổ biến cho sữa. 4. Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong thế giới chúng ta sống. Chúng tồn tại trong đất cát, trong nước, trên trong cơ thể động vật, trong không khí… Do đó, môi trường chuồng trại nơi vắt sữa bò cung là nguồn có thể lây nhiễm vi sinh vật cho sữa. Điều kiện khí hậu nóng ẩm của Việt Nam rất thuận lợi cho các VSV ưa ấm (mesophile) tồn tại và phát triển. Để hạn chế việc nhiễm VSV vào sữa ta cần vệ sinh và tẩy trùng chuồng trại thường xuyên. II. Hệ vi sinh vật trong sữa Hệ VSV và số lượng của chúng trong sữa luôn thay đổi và phụ thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa. Các VSV có thể được chia thành hai nhóm chính: procaryote và eucaryote. Dưới đây là những VSV thường thấy trong sữa bò tươi. A. Procaryote Nhóm VSV prokaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Vùng nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan trọng cho nhóm prokaryote là vi khuẩn ( Bacteria). Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tưới sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn tới vài triệu khuẩn lạc (colony forming units CFU) trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chat lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc.  Các hình thức sinh sản của vi khuẩn Chúng sinh sản theo phương pháp vô tính(asexual reproduction) phổ biến nhất là phương pháp nhân đôi. Theo phương pháp này,trong một tế bào vi khuẩn ,vùng nhân với các vật chất di truyền AND sẽ được nhân đôi. Tiếp theo là sự sinh tổng hợp thêm các cơ quan con trong tế bào. Sau cùng tế bào vi khuẩn sẽ dược chia thành hai tế bào mới với thành phần vật chất di truyền như nhau. Thời gian cho quá trình nhân đôi của một tế bào vi khuẩn thường kéo dài từ 20-30 phút và được gọi là thời gian thế hệ (generation time). Giả sử tại thời điểm ban đầu, số tế bào vi khuẩn trong sữa chỉ là một tế bào /ml. với thời gian thế hệ là 30 phút ,sau 10 giờ bảo quản ở nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng cùa VSV ,số tế bào vi khuẩn trong sữa sẽ tăng đến giá trị hơn một triệu tế bào /ml. tuy nhiên ,sự gia tăng số tế bào vi khuẩn sẽ bị giới hạn bởi hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong sữa . ngoài ra, chính sự tích lũy một số sản phẩm trao đổi chất do VSV tiết vào sữa có thể ức chế sự trao đổi chất và sự sinh trưởng của chúng. Trong thực tế,ta sử dụng nhiệt độ thấp để kìm hãm sự sinh sản của vi khuẩn nói riêng và hệ VSV nói chung trong quá trình bảo quản sữa. Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh aicd propyonic và các vi khuẩn gây thối. 1. Vi khuẩn lactic: Nó rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng thường được tìm thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thong đường ruột của động vật. Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ hoặc tạo thành chuỗi, Gram (+). Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong khoảng 25-47 o C. Để tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng luongj ATP từ cơ chất lactose. Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên. Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm :  Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó có tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác.  Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành từ quá trình chuyển hóa đường gồm : acid lactic, acid acetic, etanol và khí CO 2 … hàm lượng acid lactic không cao hơn nhiều so với các sản phẩm còn lại. Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như yoghurt, kafir, phô mai, và một số loại bơ, người ta sư dụng vi khuẩn lactic để thực hiên một số chuyển hóa cần thiết. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là những canh trường VSV thuần thiết được nhân lên qua nhiều cách từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã qua tuyển chọn. Còn các vi khuẩn có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những VSV tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển hóa ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong qúa trình bảo quản sữa trước khi chế biến ( giảm pH, đông tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như : etanol, acid acetic…làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa). Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều nhóm khác nhau như: Streptococcus, Lactoccus, Lactobacillus, Leuconostoc, Bifidobacterium… chúng gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình. Khi thanh trùng ở 80 o C, hầu hết các vi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. Hình 1. Đặc điểm hình thái tế bào chủng vi khuẩn lactic L24 chụp dưới kính hiển vi điển tử ở độ phóng đại x 20 000 lần 2. Vi khuẩn Coliform Nó được tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trong phân . người ta cũng tím thấy trong đất,nước hoặc thực vật nhiễm phân có chứa coliform. Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (-),kị khí tùy tiện. nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30- 44 0 C . Trong sữa, vi khuẩn colifrom sẽ chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác ,khí CO 2 , H 2 …chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu.Ở nhiệt độ 75 o C trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. The major groups of bacteria are defined by shape. Coliform bacteria fall into the bacillus, or rod-shaped group. 3. Vi khuẩn acid butyric (giống Clostridium) : được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân… Do đó, chúng dễ bị nhiễm vào sữa. Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở 37 o C. Tế bào sinh dưỡng hình que, tuy nhiên do nội bào tử (endospore) có kích thước lơn hơn chiều ngang của tế bào sinh dưỡng nên tế bào chứa bào tử thườvng có dạng hình thoi hoặc dùi trống. Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO 2 , H 2 ,…làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ. Ví dụ như Clostridium sporogenes có giá trị D 115oC =3,2 phút và D 121oC =1,2 phút (D là thời gian tiệt trùng cần thiết ở nhiệt độ xác định để tổng số tế bào Clostridium trong sữa giảm đi 10 lần). Như vậy, quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium. Clostridium 4. Vi khuẩn propionic ( giống Propionicbacterium): được tim thấy trong dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại, trong đất… Chúng có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram(+), thuộc nhóm kỵ khí không bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tôi ưu của vi khuẩn là 30 o C. Vi khuẩn propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO 2 … làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal, Gruyère…người ta sử dụng canh trường Propionicbacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hỏng ( mắt phô mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75 o C trong thời gian 20 giây. Vi khuẩn propionic 5. Vi khuẩn gây thối Đó là các vi khuẩn có khả năng tổng hợp protease ngoiaj bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptyde, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục phân hủy tạo NH 3 , H 2 S… làm cho sữa có mùi khó chịu. Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzyme nay xúc tác quá trinh thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi. Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là: Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, alcaligenes, bacillus, Micrococcus,…Chúng có dạng hình cầu hoặc hình gậy thuộc nhóm kị khí lẫn hiếu khí. Trong tự nhiên, các vi khuẩn này thường tìm thấy trong phân, trong nước hoặc thức ăn gia súc…Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh bởi loài này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein ( proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chống làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên mọt số vi khuẩn còn tạo khí ( CO 2 , H 2 ,…) sinh tổng hợp cá acid hữu cơ làm giảm pH sữa và gây đông tụ protein. Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa. Bacillus cấu tạo Bacillus B. Eucaryote Nhóm VSV eukaryote có nhân hoàn chỉnh. Nằm trong tế bào chất, nhân được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thông tin di truyền. Hai đại diên của nhóm thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi. 1. Nấm men (yeasts): là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu ,oval hoặc có hình trứng…Nấm men được tìm thấy trong tự nhiên: trên thực vật, trong nước, đất, … Một số loài nấm maen thường gặp trong sữa như: Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hansenii, Torulosis lactic condensi … Nhiều loài nấm men thuộc nhóm kỵ khí tùy tiện. Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triể trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa. Ở một số địa phương nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men truyền thống từ sữa. Như ở Cộng Hòa Liên Bang Nga, kefir là sản phẩm lên từ sữa bởi hệ VSV gồm vi khuẩn lactic và nấm men. Các sản phẩm chính từ quá trình lên men như: etanol, acid lactic, CO 2 ,…tạo vị chua và nồng đặc trưng cho kefir. Sự sinh sản của nấm men: Nấm men có thể sinh sản bằng phương pháp hữu tính (sexual reproduction) hoặc vô tính . Trong nhóm phương pháp sinh sản vô tính,nấm men tạo ra các tế bào mới theo kiểu nảy chồi hoặc phân đôi.trong phương pháp nảy chồi,đầu tiên trê tế bào nấm men sẽ xuất hiện một chồi nhỏ. Tiếp theo là quá trình nhân đôi của nhân và tổng hợp thêm các cơ quan con trong tế bào. Chồi sẽ từ từ lớn lên và khi đã chứa đủ các cơ cần thiết, chồi tách khỏi tế bào mẹ và tồn tại độc lập. quá trình nảy chồi có thể thực hiện [...]... quá trình bảo quản sữa ở 40C chỉ có thể kéo dài trong hai ngày Sau hai ngày, lượng VSV trong sữa sẽ tăng lên 1.000.000tb/ml III Chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi Trước khi sữa được đưa thu mua từ các hộ gia đình tới nhà máy thì ta cần phải kiểm tra lượng VSV có trong sữa tươi Đó là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của sữa tươi Để xác định lượng VSV có trong sữa tươi ta xác... năng sinh tổng hợpp bacterioxin của loài lactobacillus plantarum l24, Trung tâm Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội Các wedsite: www.Wikipedia.com.vn www.Dictionary.com wedsite của tạp chí di truyền học và ưng dụng : www.sinhhocvietnam.com TRƯỜNG ĐẠI HOC KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM KHOA : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHẾ BIẾN TRỨNG SỮA CHỦ ĐỀ : HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA... đổi chất của hệ VSV có trong sữa là những quá trình sinh học quan trọng trong bảo quản sữa tươi Sự sinh trưởng của VSV sẽ làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất cảm quan của sữa ( màu sắc, mùi ,vị …) để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản sữa ta cần sử dụng ba biện pháp kết hợp dưới đây: • Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi... VSV ban đầu có trong sữa • Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến hành thanh trùng sữa ( nhiệt độ 630C,thời gian 15 giây) • Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt : nhiệt độ sữa không lớn 4 0C, tránh sự khoấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa Theo Mahieu H (1985),nếu hàm lượng VSV trong sữa tươi không... bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tôi ưu từ 20-30oC Dưới đây là một số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Penicillium camembertii, P roquefortii, P casei, Geotrichum candidum, Rhizopus stolonifer… Trong số các nấm sợi nói trên, vài loài thuộc nhóm Penicillium được sử dụng trong một số loại phô mai Vi c nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhiều khó khăn trong công nghệ chế biến sữa, đặc biệt là trong sản xuất phô... phẩm Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt, hầu hết các loài nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75 oC trong thời gian từ 10-15 giây Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng Hình thức sinh sản của nấm sợi : Chúng thường sinh sản theo phương pháp vô tính... lượng sữa theo phương pháp mất màu xanh metylen như sau: Thời gian màu( phút) mất Lượng vi sinh vật Chất lượng sữa trong 1ml sữa Xếp loại =< 20 >= 20 triệu Rất tồi IV 20-120 4-20 triệu Tồi III 120-330 500000-4 triệu Trung bình II >330 (5,5h) < 500000 Tốt I 2 Chất chỉ thị resazurin : dùng để phân loại sữa a) Nguyên tắc : sự thay đổi màu của chất chỉ thị này theo thời gian phụ thuộc vào sự hoạt động của vi. .. vi sinh vật và tế bào thân thể hiện diện trong sữa diều đó cũng có nghĩa là phản ứng với resazurin cho ta biết mức độ hoạt động của vi sinh vật hơn là số lượng của chúng b) Cách tiến hành: lấy vào ống nghiệm ( đã được tiệt trùng) 10ml sữa và 1ml resazurin ,lắc đều đặt vào nồi cách thuỷ 37-380C và tính thời gan thay đổi màu từ khi hỗn hợp đạt được nhiệt độ trên Dựa vào sự thay đổi màu của hỗn hợp sữa. .. - hay - + - -, suy ra số lượng E.coli trong 1g mẫu theo phương pháp MPN Tài liệu tham khảo 1 Lê Thị Hồng Ánh, Giáo trình công nghệ chế biến sữa 2 Huỳnh Quang Phước, Giáo trình hóa phân tích thực phẩm, ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, năm 2010 3 Lê Văn Vi t Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống Tập 1 :công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, NXB Đại học quốc gia Tp Hô Ci Minh,... 10.000tb/ml, quá trình bảo quản sữa ở 40C có thể kéo dài trong ba ngày mà không có những thay đổi đáng kể về chất lượng sữa tuy nhiên ,cần lưu ý rằng, sau ba ngày bào quản sữa cho dù ở nhiệt độ thấp ,tổng hàm lượng VSV trong sữa có thể tăng đến 1.000.000tb/ml khi đó, những biến đổi làm hư hỏng chất lượng sữa do VSV sẽ diễn ra với tốc độ nhanh hơn Nếu hàm lượng VSV trong sữa tươi sau khi vắt lên đến 50.000tb/ml,